本设备采用低压流程，利用深度冷冻及精馏的方法从空气中提取纯氧和纯氮，即利用透平膨胀机的冷冻循环原理使空气液化，根据液氧和液氮的沸点不同，在分馏塔内进行二次精馏，从而获得99.6%纯度的氧气及99.99%以上纯度的氮气。根据需要，改变操作亦可制取部分液氧、液氮和医用氧。
小型气体空分设备：
1、空气压缩机: 空气被空气压缩机压缩至0.5Mpa~0.7Mpa。
2、预冷:空气在预冷机组中预冷到5°c ~ 10°c，并分离水分
3、纯化:空气在分子筛纯化气中清除剩余的水分、二氧化碳和碳氢化合物。
4、空气膨胀:空气在膨胀机中膨胀制冷提供装置所需的冷量。
5、换热:空气在分留塔主换热器中与返流的氧气、氮气、污氮气进行换热，被冷却污氮气复热到环境温度。
6、过冷:液空和液氮在过冷器中被氮所和污氮过冷
7、精馏:空气在下塔中进行精留分离，在上塔顶部获得产品氮气，在上塔底获得。